道路勘测设计 平面设计.pptx

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1、2023/3/301第1页/共85页2023/3/302第2页/共85页2023/3/303第3页/共85页2023/3/304第4页/共85页2023/3/305NY第5页/共85页2023/3/306二、平面线形设计的基本要求1、汽车行驶轨迹行驶中的汽车，其轨迹在几何性质上有以下特征：(1)这个轨迹是连续的和圆滑的，即在任何一点上不出现错头和破折；(2)其曲率是连续的，即轨迹上任一点不出现两个曲率的值；(3)其曲率的变化率是连续的，即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。第6页/共85页2023/3/307不满足第一条的如图3-1第7页/共85页2023/3/308满足上述第一、不满足第二

2、条的轨迹平面线形如图3-2。第8页/共85页2023/3/309满足上述第一、第二条的轨迹平面线形如图3-3。第9页/共85页2023/3/30102 2、平面线形要素行驶中的汽车其导向轮旋转面与车身纵轴之间及对应的轨迹线有下列三种关系：角度为零；曲率为零的线形直线；角度为常数；曲率为常数的线形圆曲线；角度为变数；曲率为变数的线形：缓和曲线（回旋线）第10页/共85页2023/3/3011第二节 直 线 一、直线的特点 1、优点：2、缺点：二、直线的运用 1、适用采用直线的情况 1)不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地；2)市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区；第11页

3、/共85页2023/3/3012 3)长大桥梁、隧道等构造物路段；4)路线交叉点及其前后；5)双车道公路提供超车的路段。第12页/共85页2023/3/30132 2、直线的最大长度的限制直线的最大长度应为所限制。当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施并注意下述问题：1)在长直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡行驶更易导致高速度。2)长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和(图34)。3)道路两侧地形过于空旷时，宜采取植不同树种或设置一定建筑物、雕塑、广告牌等措施，以改善单调的景观。第13页/共85页2023/3/301

4、4第14页/共85页2023/3/30153 3、直线的最大长度经过对不同路段，按100km/h的行驶车速对驾驶人员和乘客调查其心理反应和感受，有如下结果：1)位于城市附近的道路，作为城市干道的一部分，由于路旁高大建筑和多彩的城市风光无论路基高低均被纳入视线范围，驾驶员和乘客无直线过长希望驶出的不良反应。大于20V也可以接受。2)位于乡间平原区的公路，随季节和地区不同，驾乘人员有不同反应。北方的冬季，绿色枯萎，景色单调，太长的直线使人情绪受到影响。夏天稍许改善一些，但驾驶人员加速行驶希望尽快驶完直线的心理的普遍存在。宜控制在20V以内。3)大戈壁、草原，无其他选择。无限制的必要。第15页/共8

5、5页2023/3/3016 我国总的原则：与地形相适应、与景观相协调，不强求设置长直线和曲线。京津塘和济青不超过3200m；沈大多处出现有5km、8km甚至13km的长直线。在我国，目前并未规定直线段的最大长度，参照德国、日本的20V(72s),美国的180s(50V),前苏联的前苏联的8 8kmkm，我国倾向于按20V进行检查，一般应满足该指标。第16页/共85页2023/3/3017三、直线的最小长度 考虑线形连续和驾驶方便，两相邻曲线间应有一定的直线长度。最小直线长度指连续前一曲线终点（缓直HZ或圆直YZ）到后一曲线起点（直缓ZH或直圆ZY）之间的距离。第17页/共85页2023/3/3

6、018 第18页/共85页2023/3/3019 路线也可以看成是直线连接曲线而成的，被路线也可以看成是直线连接曲线而成的，被连接的曲线可分为同向曲线与反向曲线两类。连接的曲线可分为同向曲线与反向曲线两类。1.同向曲线间的直线最小长度1）当速度大于等于60km/h时，公路路线设计规范和城市道路设计规范推荐最短直线长度不小于6V；2）当速度小于40km/h时，最短直线长度要求适当放宽，可参考执行；3）当条件受限制时，无论高速路还是低速路，都宜在同向曲线间插入大半径曲线或将两曲线做成复曲线、卵形曲线或C形曲线。6V(m)第19页/共85页2023/3/30202.反向曲线间的直线最小长度1）转向相

7、反的反向曲线间，无缓和曲线时，考虑设置超高和加宽缓和段的需要以及驾驶人员转向操作的需要，宜设置一定长度的直线作为加宽（超高）过渡段。公路路线设计规范和城市道路设计规范规定反向曲线间最短直线长度不小于2V为宜。2）若转向相反的反向曲线分别设有缓和曲线，在受到限制的地段也可将缓和曲线首尾相接，但被连接的两个圆曲线和缓和宜满足一定的条件。2V(m)第20页/共85页2023/3/3021第三节 圆曲线（平面设计理论）一、圆曲线的几何元素一、圆曲线的几何元素 各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线。路线平面线形中常用的单曲线、复曲线、回头曲线等一般均包含圆曲线。圆曲线易与地形相适应、可循性好，线

8、形美观，易于测设，应用最为普遍。四级公路可以不设缓和曲线，其他各级公路当曲线半径大于或等于“不设缓和曲线的半径”时，也可不设缓和曲线。这类弯道的平曲线中只有圆曲线。第21页/共85页2023/3/3022圆曲线的几何元素第22页/共85页2023/3/3023第23页/共85页2023/3/3024第24页/共85页2023/3/3025第25页/共85页2023/3/3026第26页/共85页2023/3/3027第27页/共85页2023/3/3028第28页/共85页2023/3/3029第29页/共85页2023/3/3030第30页/共85页2023/3/3031第31页/共85页2

9、023/3/3032第32页/共85页2023/3/3033第33页/共85页2023/3/3034第34页/共85页2023/3/3035第35页/共85页2023/3/3036第36页/共85页2023/3/3037第37页/共85页2023/3/3038第38页/共85页2023/3/3039第四节 缓和曲线第39页/共85页2023/3/3040 一、缓和曲线的作用及长度一、缓和曲线的作用及长度 汽车在由直线到圆曲线或由圆曲线到直线，运动轨迹是曲率逐渐变化的曲线，它的形式和长度由行驶速度、曲线半径和司机转动方向盘的快慢而定。在中等速度和曲率情况下，汽车容易保持在正常宽度的车道范围之内，

10、但高速行驶或曲率急变时，则由可能超越自己的车道行驶出一条很长的过度性的轨迹线。在较高等级的路线上，设计缓和曲线的目的是：使车辆在进入或离开圆曲线时不致于侵入邻近的车道。第40页/共85页2023/3/3041 公路工程技术标准规定：当公路的平曲线半径小于上表所列的“不设超高的最小半径”时，应在直线与圆曲线、圆曲线与圆曲线间设缓和曲线。城市道路设计规范规定，当计算行车速度大于等于40km/h时，应按要求在直线与圆曲线、圆曲线与圆曲线间设置缓和曲线。第41页/共85页2023/3/30421、驾驶操作从容，旅客感觉舒适即按：离心加速度变化率计算第42页/共85页2023/3/3043第43页/共8

11、5页2023/3/30442.超高渐变率适中（超高附加坡度不过陡）3.行驶时间不过短 3秒行程4.按视觉条件计算，回旋线线型顺舒协调 B-旋转轴至车行道路缘带外侧边缘的距离；i超高横坡度与路拱坡度的代数差；p-超高渐变率，即旋转轴线与车行道外侧边缘线之间的相对坡度；第44页/共85页2023/3/3045二、缓和曲线的省略 公路上：1）在直线与圆曲线间，当圆曲线半径大于或等于规范所列“不设超高的最小半径”时；2）半径不同的同向圆曲线间，当小圆半径大于或等于“不设超高的最小半径”时（复曲线）；3）小圆半径大于规范表中所列临界半径，且符合下列条件之一时（复曲线）：第45页/共85页2023/3/3

12、046小圆曲线按规定设置相当最小回旋线长的回旋线时，其大圆与小圆的内移值之差不超过0.10m。设计速度80km/h时，大圆半径(R1)与小圆半径(R2)之比小于1.5。设计速度80km/h时，大圆半径(R1)与小圆半径(R2)之比小于2。第46页/共85页2023/3/3047城市道路：1）小圆半径大于或等于不设缓和曲线的最小圆曲线半径;2)小圆半径小于不设缓和曲线的最小圆曲线半径，但大圆与小圆的内移值之差小于或等于0.10m（复曲线）。3)大圆半径与小圆半径之比小于或等于1.5（复曲线）。第47页/共85页2023/3/3048 三、平曲线的计算1、缓和曲线的一般方程式L0第48页/共85页

13、2023/3/3049 2、回旋线作为缓和曲线 1）回旋线的数学表达式回旋线参数缓和曲线终点处任一点p：第49页/共85页2023/3/3050第50页/共85页2023/3/30512）回旋线的几何要素（1）各要素的计算公式 第51页/共85页2023/3/30522）回旋线的几何要素（1）各要素的计算公式 第52页/共85页2023/3/3053第53页/共85页2023/3/3054（2）有缓和曲线的道路平曲线几何要素第54页/共85页2023/3/3055切线支距法敷设回旋线的公式：切线支距法敷设圆曲线的公式：第55页/共85页2023/3/3056（3）回旋线参数的确定第56页/共8

14、5页2023/3/30573、其他形式的缓和曲线第57页/共85页2023/3/3058第五节 平面线形设计一、平面线形设计一般原则 1、平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调 2、行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速路应尽量满足第58页/共85页2023/3/3059 3、保持平面线形的均衡与连贯 1）长直线尽头不能接以小半径曲线。直线长度L=500m时，R=500m.（L指加设缓和曲线后两曲线之间的直线长度）2）高、低标准之间要有过渡。4、应避免连续急弯的线形5、平曲线应有足够的长度 平曲线最小长度p60 缓和曲线长度规范规定 圆曲线3s第59页/

15、共85页2023/3/3060二、平面线形要素的组合类型第60页/共85页2023/3/30611、基本型 线形组合：直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线第61页/共85页2023/3/30622、S 型：两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合线形。第62页/共85页2023/3/30633、卵型 用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合线形。第63页/共85页2023/3/30644、凸型 两个同向回旋线间不插入圆曲线而径向衔接的线形组合。第64页/共85页2023/3/30655、复合型 两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互连接的形式。第65页/共85页2023/3/30666、C 型 同向曲线的

16、两回旋线在曲率为零处径向衔接的形式。第66页/共85页2023/3/30677、复曲线两个圆曲线直接衔接。第67页/共85页2023/3/3068第六节 行车视距 停车 会车 超车 目高1.2m 物高0.10m第68页/共85页2023/3/3069一、停车视距反映距离（感觉、制动）-2.5s制动距离安全距离 第69页/共85页2023/3/3070二、会车视距 第70页/共85页2023/3/3071三、超车视距加速行驶阶段S1在对向车道上的行驶距离S2超车完成后超车汽车与对向汽车之间的安全距离s3从开始加速到超车完成时对向汽车的行驶距离s4第71页/共85页2023/3/3072第七节 道

17、路平面设计成果第72页/共85页2023/3/3073一、直线、曲线及转角表示意图第73页/共85页2023/3/3074二、逐桩坐标表示意图第74页/共85页2023/3/30751、坐标系统的采用根据测区内原坐标系统，一般可作下列几种选择：1）采用统一的高斯正投影3带平面直角坐标系统；2）采用高斯正投影3带或任意带平面直角坐标系统，投影面可采用1985年国家高程基准、测区抵偿高程面或测区平均高程面；第75页/共85页2023/3/30763）三级和三级以下公路、独立桥梁、隧道及其它构造物等小测区，可不经投影，采用平面直角坐标系统在平面上直接进行计算；4）在已有平面控制网的地区，应尽量沿用原

18、有的坐标系统，如精度不合要求，也应充分利用其点位，选用其中一点的坐标及含此点的方位角，作为平面控制的起算依据。第76页/共85页2023/3/30772、中桩坐标的计算1）计算导线点坐标2）计算交点坐标3）计算各中桩坐标第77页/共85页2023/3/3078三、路线平面设计图第78页/共85页2023/3/3079三、路线平面设计图1、公路路线平面设计图 1）平面图的比例尺和测绘范围 2）路线平面图的内容及绘制方法 (1)导线及道路中线的展绘 (2)控制点的展绘 (3)各种构造物的测绘 (4)水系及其附属物的测绘 (5)地形、地貌、植被、不良地质地带等均应详 细测绘并用等高线和国家测绘局制定

19、的“地形图图式”符号及数字注明。第79页/共85页2023/3/3080第80页/共85页2023/3/30812、城市道路平面设计图第81页/共85页2023/3/30821）绘图比例尺和测绘范围2）城市道路平面设计图的内容及绘制方法 (1)规划红线 (2)坡口、坡脚线 (3)车道线 (4)人行道、人行横道线、交通岛 (5)地上、地下管线和排水设施 (6)交叉口第82页/共85页2023/3/3083第83页/共85页2023/3/3084输入输入R、Ls及及起点桩号起点桩号输入交点输入交点坐标、三最小半径及坐标、三最小半径及最小最小Ls线形合理性线形合理性N计算曲线要素、计算曲线要素、主点里程及坐标主点里程及坐标打印成果、打印成果、警告信息等警告信息等结束结束平面计算程序框图第84页/共85页2023/3/3085感谢您的观看！第85页/共85页